Tegangan Dan Pengukurannya

Defenisi Tegangan  Mengalirnya elektron-elektron disebabkan adanya perbedaan potensial listrik antara dua titik pada suatu penghantar atau rangkaian listrik.

Tegangan listrik (disebut juga voltase) identik dengan beda potensial. Di satu sisi sumber arus listrik terdapat elektron yang bertumpuk sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit terjadi karena adanya gaya magnet yang mempengaruhi materi tersebut, maka sumber tersebut menjadi bertegangan listrik.

Tegangan listrik merupakan perwujudan dari energi listrik. Tegangan listrik bisa dihasilkan melalui pembangkit-pembangkit listrik. Namun dalam skala kecil tidak disebut pembangkit tapi lebih umum dengan penghasil listrik saja. Contoh tegangan listrik yang sering kita temui adalah 220V pada listrik rumah tangga, 1.5V pada battery dan 12V pada aki.

Fungsi Tegangan Tegangan listrik berfungsi sebagai tenaga (power). Untuk bisa bekerja, sebuah rangkaian elektronika membutuhkan tegangan listrik sebagai tenaga "penggeraknya". Oleh karena itu dalam rangkaian, bagian yang menghasilkan tegangan listrik biasanya disebut Power Supply atau Penyuplai tenaga.

Satuan Tegangan Besarnya tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt dan sering disingkat dengan V saja. Untuk ukuran yang lebih besar bisa menggunakan satuan kiloVolt disingkat kV (1kV=1000Volt) dan MegaVolt disingkat MV (1MV= Volt). Sedangkan untuk satuan yang lebih kecil biasanya menggunakan miliVolt disingkat mV (1mV=1/1000Volt) dan mikroVolt disingkat uV (1uV=1/ Volt).

Simbol Tegangan Simbol tegangan listrik dinyatakan dalam V ditulis dengan huruf besar. Pada beberapa kasus juga ditemui penggunaan simbol E, tujuannya agar tidak bingung antara V sebagai simbol dan V sebagai satuan (Volt). Khusus untuk tegangan DC juga bisa ditulis dengan simbol B, yaitu singkatan dari Battery.

Sumber Tegangan Dilihat dari asalnya sumber tegangan listrik dapat dibedakan menjadi: Bahan bakar fosil dalam bentuk bensin dan solar pada mesin gen set Air pada PLTA UAP pada PLTU Angin pada PLT Kincir Angin Panas Bumi pada PLT Panas Bumi Nuklir pada PLTN

Sedangkan sumber tegangan listrik siap pakai yaitu : Listrik PLN Baterai Dinamo Generator Aki

Jenis Tegangan Berdasarkan aliran arusnya, tegangan listrik dibagi menjadi dua, yaitu Tegangan DC dan Tegangan AC. Tegangan DC adalah tegangan dengan aliran arus searah, sedangkan tegangan AC adalah tegangan dengan aliran arus bolak- balik. Masing-masing tegangan ini memiliki fungsi dan aplikasi yang berbeda-beda tergantung kondisi dan kebutuhan.

Tegangan DC Tegangan dengan aliran arus searah. Tegangan DC memiliki notasi/tanda positif pada satu ttiknya dan negatif pada titik yang lain. Sumber- sumber tagangan DC diantaranya adalah elemen volta, battery, aki, solar cell dan adaptor/power supply DC. Pemasangan tegangan DC pada rangkaian harus benar sesuai kutubnya karena jika terbalik bisa berakibat kerusakan pada kedua bagian.

Aplikasi tegangan DC dapat dijumpai pada peralatan elektronik portabel seperti handphone, remote, sepeda motor, mainan dan pemutar musik portabel. Sumber tegangan DC berupa battery bisa diisi ulang (recharge) jadi jika tegangan listrik pada battery habis bisa dibangkitkan lagi dengan mengisinya.

Tegangan AC Adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Tegangan AC tidak memiliki notasi/tanda seperti tegangan DC. Oleh karena itu pemasangan tegangan AC pada rangkaian boleh terbalik kecuali untuk aplikasi tegangan AC 3 phase pada motor listrik. Sumber-sumber tegangan AC diantaranya adalah listrik rumah tangga (dari PLN), genset, dinamo sepeda dan altenator pada mobil atau sepeda motor.

Ada dua jenis tegangan AC yaitu single phase dan triple phase atau 3 phase. Tegangan listrik AC yang kita pakai sehari-hari merupakan jenis tegangan AC single phase, artinya hanya ada satu phase dan ground/netral. Oleh karena itu tegangan AC single phase hanya membutuhkan dua titik kabel koneksi.

Tegangan AC 3 phase membuthkan tiga kabel untuk bekerja, yaitu dikenal dengan istilah R, S dan T. Tegangan listrik 3 phase banyak dipakai pada dunia industri khususnya untuk menggerakkan motor listrik. Jika kita membutuhkan tegangan AC 3 phase namun hanya memiliki sumber tegangan AC single phase maka kita memerlukan sebuah inverter untuk membuat listrik single phase menjadi 3 phase.

Mengukur Tegangan Ada dua alat ukur yang lazim dipakai untuk mengukur tegangan listrik yaitu Voltmeter (bagian dari Multimeter) dan Oscilloscope. Khusus untuk tegangan AC, dengan Voltmeter/Multimeter kita hanya bisa mengetahui nilai tegangannya saja, sedangkan dengan oscilloscope kita bisa melihat bentuk gelombang sekaligus menghitung frekuensinya.

Dalam suatu rangkaian, penggunaan voltmeter secara paralel. Terminal positif voltmeter dihubungkan dengan kutub positif baterai sedangkan kutub negatif voltmeter dihubungkan dengan kutub positif pada baterai. Contohnya pada pengukuran gaya gerak listrik dan tegangan jepit suatu rangkaian.

Perbedaan antara besarnya GGL dengan tegangan jepit menimbulkan adanya kerugian tegangan. Baterai atau sumber arus listrik lainnya memiliki hambatan dalam. Dalam suatu rangkaian, hambatan dalam (r) selalu tersusun seri dengan hambatan luar (R). R r E

Berdasarkan gambar, rumus hukum Ohm yakni V = I. R E = I ( R + r ) Sehingga : I = n E / R + n r Hubungan antar GGL, tegangan jepit, dan kerugian tegangan dirumuskan: E = V + U E = GGL (Volt) V = Tegangan Jepit ( Volt) U = Kerugian tegangan ( Volt)

Contoh Dua baterai masing2 1,5 V dengan hambatan dalam 0,5 Ohm dihubungkan ke hambatan 14 Ohm. Berapakah tegangan jepitnya jika kedua baterai dipasang seri. Jawab: Dik : E = 1,5 V n= 2 r =0,5 Ohm R = 14 Ohm Dit : V = ?

Jawab: I = n E / R + n r I = 2 x 1,5 / x 0,5 I = 0,2 A Tegangan jepitnya V = I. R = 0,2 A x 14 ohm = 2,8 V Jadi kerugian tegangan adalah E = V + U V = E – U V = 3 V – 2,8 V = 0,2 Volt

Rumus Tegangan Listrik Tegangan = Kuat Arus X Hambatan V = I X R V = Tegangan (Volt) I = Kuat Arus (Ampere) R = Hambatan (Ohm)

Beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik, maka : V = W/Q V = Tegangan (Volt) W = Energi (Joule) Q = Muatan Listrik (Coulomb)

Contoh Soal Jika dalam suatu rangkaian, total hambatanya adalah 4,5 Ohm dan arus listrik yang mengalir adalah 10 A. Berapakah beda potensial (tegangan listrik) dalam rangkaian tersebut? Jawab: V = I. R V = 10. 4,5 V = 45 Volt

Diketahui energi yang dialirkan oleh sebuah sumber adalah J, dengan muatan listrik sebesar 250 C. berapakah tegangan yang dialirkan? Jawab: V = W / Q V = / 250 V = 50 Volt

Latihan 1.Beda potensial suatu rangkaian listrik adalah 220 V, dialiri oleh arus sebesar 12 A. berapakah nilai hambatannya? 2.Diketahui energi yang dialirkan oleh sebuah sumber adalah J, dengan beda potensial sebesar 220 V, berapakah muatan listrik yang terjadi ? 3.3 baterai masing2 1,5V, 3V, 6V dengan hambatan dalam 0,8 Ohm dihubungkan ke hambatan 30 Ohm. Berapakah tegangan jepitnya jika ketiga baterai dipasang seri.